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一种生活在海洋深处最黑暗地方的微生物不通过光合作用就能产生氧气

一种生活在海洋深处最黑暗地方的微生物不通过光合作用就能产生氧气

一种生活在海洋深处最黑暗地方的微生物不通过光合作用就能产生氧气(stock image only)

(蜘蛛网eeook.com报道)据中国科学报(徐锐):地球上的大部分氧气是通过光合作用产生的,而光合作用需要光。但研究人员发现,一种生活在海洋深处最黑暗地方的微生物,不通过光合作用就能产生氧气。相关研究近日发表于《科学》。

南丹麦大学的Don Canfield和同事在实验室中研究了可以生活在深海黑暗、低氧环境中的各种微生物。“我们想知道生物体可生存的氧浓度极限是什么。”

在研究过程中,Canfield等人观察了一种海洋氨氧化古菌(Nitrosopumilus maritimus),它能氧化氨,从而生成氮。产生氮的过程需要氧气,因此,这种古菌通常生活在海洋富氧区。但它也可以在海洋中氧气稀薄的黑暗区域生存,这一直困扰着科学家。

“没有人知道它们为什么能在那里生存。”Canfield说。

研究人员用黑暗中的密闭容器培养古菌,并人为降低容器中的氧含量,以模拟海洋最深区域的环境。

研究团队发现,当容器中剩余的氧气被古菌消耗光后,氧气含量又开始上升了。但他们不能确定这些微生物是如何产生额外氧气的。

自然界中目前已知有3种在黑暗中无需光合作用就能产生氧气的方式。但研究人员发现,实验中的古菌使用了一种从未见过的生物学机制产生氧气。它们还能同时产生氧气和氮氧化物,这是3种已知氧气生成途径中未被发现的产物组合。

“这可能表明海洋中存在着我们不知道的全新代谢方式。”Canfield说,这些古菌分布如此广泛,可能表明这种机制也存在于其他许多生物中。

“海洋氨氧化古菌是地球上数量最多的活菌之一。”英国东英吉利大学的Laura Lehtovirta-Morley说,“十多年来,我们知道这些古菌在氨氧化中起着关键作用,但它们产生氧气的能力仍令人感到惊讶和兴奋。”

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.abe6733




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